Estudio geoquímico de pH y conductividad eléctrica en una finca piñera, Zanguenga, La Chorrera

Abstract

La piña es el segundo cultivo perenne tropical con más importancia a nivel mundial después del banano, aportando más del 20% del volumen total mundial de frutos tropicales. La calidad de la piña panameña es del deleite nacional y de mercados internacionales como Europa y Estados Unidos, siendo La Chorrera el mayor productor de piña del país. El objetivo de este estudio es realizar un muestreo geoquímico aplicado a labores agrícolas, con el fin de generar mapas geoquímicos de pH y conductividad eléctrica que sean de utilidad a la producción de piña de la finca en estudio. El muestreo se realizó con una malla irregular de 13 puntos de muestras de suelo, y 2 muestras de sedimentos de los cuerpos de agua cercanos. Se tomaron muestras de suelo a 15 cm de profundidad, y se midió el pH y conductividad eléctrica. En todo el perímetro de la finca los valores de pH del suelo fueron ácidos, siendo el mínimo 4.25 y el máximo 5.09. Se observó que las zonas con mayor conductividad eléctrica fueron los sedimentos de los cuerpos de agua, mientras que las zonas de producción agrícola estuvieron en un rango de 21 a 107 µS/cm. Concluyendo así que la zona se ve afectada por fenómenos como la erosión y el transporte de sedimentos hacia los cuerpos de agua, lo cual guarda relación directa con el relieve de la zona de estudio, y podría indicar también como se realiza el arrastre de los nutrientes aplicados al cultivo de piña.

Full text

Citación: V. A. Montenegro et al., “Estudio geoquímico de pH y conductividad eléctrica en una finca piñera, Zanguenga, La Chorrera”, Revista de I+D Tecnológico,
vol. 19, no. 2, pp. (56-63), 2023.
Tipo de artículo: Original. Recibido: 15 de mayo de 2023. Recibido con correcciones: 10 de julio de 2023. Aceptado: 11 de julio de 2023.
DOI.
https://doi.org/10.33412/idt.v19.2.3828
Copyright: 2023 V. A. Montenegro et al., This is an open access article under the CC BY-NC-SA 4.0 license (https://creativecommons.org/licenses/by-nc-sa/4.0/).
Portal de revistas: http://revistas.utp.ac.pa
Estudio geoquímico de pH y conductividad eléctrica en una finca
piñera, Zanguenga, La Chorrera
Geochemical study of pH and electrical conductivity in a pineapple farm, Zanguenga,
La Chorrera
Valery A. Montenegro
1
, Delvis Hernández
1
, Anmary L. Dominguez
1
, Yedart Castañeda
1
, Ricardo Adames
1
, Hugo Percival
1
, Ariel Vergara
1
, Antonio Zamora
1
, Yelenin Vargas
1
, Katherine Quintero
1
, Rony De Gracia
1
, Pamela Zambrano
1
,
Ricauter Caicedo
1
, Yinela Solís
1
, Hillary Sandoval
2
, Rita Rodríguez
2
, Ernesto Martínez
2
, Jonatha Arrocha
3
, Ana
González-Valoys
2,4*
.
1
Licenciatura en Ingeniería Geológica, Facultad de Ingeniería Civil, Universidad Tecnológica de Panamá;
2
Departamento de
Geociencias Aplicadas y Transporte, Facultad de Ingeniería Civil, Universidad Tecnológica de Panamá;
3
Laboratorio de Geotecnia,
Centro Experimental de Ingeniería, Universidad Tecnológica de Panamá,
4
Sistema Nacional de Investigación, Secretaría Nacional
de Ciencia, Tecnología e Innovación de Panamá.
*Autor de correspondencia: ana.gonzalez1@utp.ac.pa
RESUMEN
La piña es el segundo cultivo perenne tropical con más importancia a nivel mundial después del banano, aportando
más del 20% del volumen total mundial de frutos tropicales. La calidad de la piña panameña es del deleite nacional y de mercados
internacionales como Europa y Estados Unidos, siendo La Chorrera el mayor productor de piña del país. El objetivo de este estudio
es realizar un muestreo geoquímico aplicado a labores agrícolas, con el fin de generar mapas geoquímicos de pH y conductividad
eléctrica que sean de utilidad a la producción de piña de la finca en estudio. El muestreo se realizó con una malla irregular de 13
puntos de muestras de suelo, y 2 muestras de sedimentos de los cuerpos de agua cercanos. Se tomaron muestras de suelo a 15 cm de
profundidad, y se midió el pH y conductividad eléctrica. En todo el perímetro de la finca los valores de pH del suelo fueron ácidos,
siendo el mínimo 4.25 y el máximo 5.09. Se observó que las zonas con mayor conductividad eléctrica fueron los sedimentos de los
cuerpos de agua, mientras que las zonas de producción agrícola estuvieron en un rango de 21 a 107 µS/cm. Concluyendo así que la
zona se ve afectada por fenómenos como la erosión y el transporte de sedimentos hacia los cuerpos de agua, lo cual guarda relación
directa con el relieve de la zona de estudio, y podría indicar también como se realiza el arrastre de los nutrientes aplicados al cultivo
de piña.
Palabras clave.
Conductividad eléctrica, La Chorrera, mapa geoquímico, pH, piña.
ABSTRACT.
Pineapple is the second most important tropical perennial crop worldwide after bananas, contributing more than
20% of the world's total volume of tropical fruits. The quality of the Panamanian pineapple is of national delight and in international
markets such as Europe and the United States, with La Chorrera being the largest pineapple producer in the country. The objective
of this study is to carry out a geochemical sampling applied to agricultural work, to generate geochemical maps of pH and electrical
conductivity that are useful for the pineapple production of the farm under study. Sampling was carried out with a irregular mesh of
13 soil sample points, and 2 sediment samples from nearby bodies of water. Soil samples were taken at a depth of 15 cm, and the pH
and electrical conductivity were measured. Throughout the perimeter of the farm, the pH values of the soil were acidic, being the
minimum 4.30 and the maximum 5.09. It was observed that the areas with the highest electrical conductivity were the sediments of
the bodies of water, while the areas of agricultural production were in a range of 21 to 107 µS/cm. Thus, concluding that the area is
affected by phenomena such as erosion and the transport of sediments towards bodies of water, which is directly related to the relief
of the study area, and could also indicate how the drag of nutrients is carried out. applied to pineapple cultivation.

Keywords.
Electrical conductivity, La Chorrera, geochemical map, pH, pineapple.
1. Introducción
La piña (Ananas Comosus L.) es una fruta tropical
perteneciente al grupo de las monocotiledóneas y a la
familia Bromeliaceae [1].
La planta de la piña es común en zonas de clima
tropical, se cultiva en elevaciones entre el nivel del mar
y los 900m. Requiere temperaturas entre 16°C y 32°C
siendo las óptimas entre 16°C y 21°C. La alta
luminosidad es importante con un mínimo mensual de
12.8% a 20% de brillo solar [2].
Esta fruta se produce bajo regímenes de mucha
precipitación entre los 1200 y 1800mm. Debe evitarse la
siembra de este cultivo en suelos muy arcillosos de mala
estructura que impidan la permeabilidad [2].
Aunque la piña tolera períodos relativamente largos
de sequía, el riego cuando se establece la siembra y en el
inicio de la formación de la flor y de la fruta es de suma
importancia para la calidad de la fruta [2].
Conocida en muchas regiones como “araná”, la piña
ha sido cultiva durante cientos de años. Es una especie
originaria del Amazonas, probablemente entre Brasil y
Paraguay; luego los exploradores españoles y
portugueses distribuyeron la planta de piña al resto del
mundo [1].
Hawái fue el primer lugar donde se cultivó
comercialmente la fruta. La producción mundial de la
piña se duplicó entre los años 1948 y 1965 y desde
entonces se halla en rápido aumento [3]. Hoy en día, se
producen a nivel mundial alrededor de 28 millones de
toneladas anuales [4].
Los principales exportadores de piña a nivel mundial
para el 2022 son Costa Rica, Filipinas y Brasil [4], [5].
En el caso de Panamá la producción del país es
cercana a las 35 000 toneladas métricas de piña por año,
de las cuales el 93% se vende en el mercado total, el 5%
se vende a la industria y el 2% es para exportación hacia
países de Europa y Estados Unidos [6].
Los distritos de Panamá Oeste: La Chorrera, Capira y
Arraiján tienen el mayor porcentaje de explotaciones,
siendo La Chorrera el que encabeza la lista [6].
De acuerdo con diferentes estudios de mercado sobre
la comercialización de piña en Panamá, la principal zona
de producción en La Chorrera abarca las regiones de
Zanguenga, Mendoza, Cerro Cama, Río Congo, Las
Yayas y otras [7], [8].
En la actualidad, el área de Zanguenga (corregimiento
de Herrera, La Chorrera) se ha convertido en la zona
donde mayormente se cultiva la piña, contando con 16
plantas exportadoras [7].
Según conocedores de la materia, existen 500
hectáreas de cultivos de piña en el área Oeste. De estas
480 hectáreas son de la variedad Cayena lisa y unas 20
de hectáreas del híbrido MD2 (ver figura 1) [7], [9].
Al producir la piña MD2 Golden, una fruta que es más
dulce, tiene menos fibra y acidez que la producida en
otros países; y puede contener hasta cuatro veces más
vitamina C que las variedades regulares, el país se
convierte en uno de los productores de piña más
apreciados de todo el planeta [10].
Figura 1. Piña híbrida MD2, en la Finca de estudio.
Al cierre del primer semestre de 2020 las empresas y
fincas piñeras chorreranas lograron enviar por avión al
menos 480 000 kilogramos de piña fresca [10].
El inmenso valor de la piña no sólo en la producción
y exportación sino en el consumo de la población
panameña y el impacto ambiental que pueden tener las
actividades agrícolas relacionadas a este cultivo en las
áreas de siembra hacen de suma importancia la
Valery A. Montenegro | Delvis Hernández | Anmary L. Dominguez | Yedart Castañeda | Ricardo Adames | Hugo Percival | Ariel Vergara | Antonio Zamora | Yelenin
Vargas | Katherine Quintero | Rony De Gracia | Pamela Zambrano | Ricauter Caicedo | Yinela Solís | Hillary Sandoval | Rita Rodríguez | Ernesto Martínez | Jonatha
Arrocha | Ana González-Valoys
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caracterización e investigación científica dentro de esta
zona.
El objetivo de este estudio es realizar un muestreo
geoquímico aplicado a labores agrícolas, con el fin de
generar mapas geoquímicos de pH y conductividad
eléctrica que sean de utilidad a la producción de piña de
la finca en estudio, con la disposición de información
científica hacia los agricultores.
Los mapas presentan la distribución de las
concentraciones de pH y conductividad eléctrica
obtenidos de los análisis de laboratorio. Los valores son
extrapolados hacia las zonas aledañas de la finca con el
uso de herramientas tecnológicas.
2. Materiales y Métodos
2.1 Área de estudio
El estudio se realizó en la Finca de piña “Los Herrera”,
ubicada en el corregimiento de Herrera, Distrito de La
Chorrera, provincia de Panamá Oeste, Panamá, con las
coordenadas de ubicación 623605.1233 E, 990910.534
N, y un área de 0.488 km
2
.
La Chorrera tiene un clima tropical de sabana, la
temperatura anual varía de 24 °C a 32 °C. Usualmente la
temporada lluviosa va de abril a diciembre, siendo
octubre el mes más lluvioso, con un promedio de 200 mm
de lluvia, la época seca va de enero a marzo [11].
El área de estudio se encuentra en elevaciones entre los
100 y los 115msm, siendo la elevación más baja dentro
de la finca unos 100m y la más alta unos 113m. La finca
se encuentra dentro de la cuenca del Canal de Panamá en
la subcuenca de Caño Quebrado [12].
La zona posee una morfonocrología formada en el
periodo Terciario (65 Ma) y una litología que presenta
rocas ígneas extrusivas (andesita, basalto, toba, otros)
[13, 14]. Presenta en su mayoría suelos oxisoles, y muy
pocos suelos inceptisoles [15], esto quiere decir que por
lo general son suelos pobres bien drenados, escasos en
materia orgánica, ferralítico, con textura arcillosa y fina
[16]. El cultivo de la piña se da durante todo el año.
2.2 Muestreo
La campaña de muestro se realizó los días 9 de
septiembre y 10 octubre del año 2022. Se colectó una
malla irregular a juicio de los expertos y bajo las
condiciones de acceso en campo, de 13 puntos de
muestras de suelo, y 2 muestras de sedimentos de los
cuerpos de agua cercanos, mostrándose la
geolocalización de las muestras (ver figura 2). Las
muestras de suelo se tomaron a 15 cm de profundidad con
una pala plástica. Las muestras de sedimentos de los
Figura 2. Muestras tomadas en la finca de piña Los Herrera, Zanguenga
Estudio geoquímico de pH y conductividad eléctrica en una finca piñera, Zanguenga, La Chorrera
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cuerpos de agua a 5 cm de profundidad con una pala
plástica. De todas las muestras de tomó
aproximadamente 1.5 kg, se colocaron en bolsas plásticas
de cierre hermético y fueron almacenadas a temperatura
ambiente.
2.3 Preparación de las muestras y análisis
Todas las muestras, suelos y sedimentos, fueron
secadas a temperatura ambiente en el laboratorio,
disgregadas y pasadas a través de un tamiz de 2 mm [17].
Se tomó una alícuota representativa para realizar los
ensayos de color, pH y conductividad eléctrica. El pH y
conductividad eléctrica se determinó en una suspensión
1:5 (p/v) con el multiparámetro OHAUS ST20M-B bajo
la norma ASTM D4972 [18]. El color seco y húmedo se
determinó a través de las cartas de Munsell.
2.4 Análisis estadístico
Se emplearon hojas de Excel para el manejo de datos,
el programa Minitab para la generación de gráficas de
caja, y el programa Surfer con la opción “distancia
inversa a una potencia (2)” para la generación de mapas
de distribución de pH y conductividad eléctrica.
3. Resultados y discusión
La clasificación del color en seco y húmedo para las
muestras recolectadas según la Carta de Munsell son en
su mayoría rojo y marrón rojizo (ver tabla 1). El suelo
característico de la zona de estudio en Zanguenga es del
tipo arcilloso con coloraciones rojizas, indicando la
presencia de suelos ricos en hierro.
En el diagrama de caja y bigote para los valores de pH
(ver figura 3) se puede observar que la totalidad de la
finca está distribuida en un rango casi uniforme de pH
donde se obtuvieron muestras ácidas, con un mínimo de
4.25, máximo de 5.09, y una media de 4.56.
En el mapa geoquímico de pH para la zona de estudio
(ver figura 4) se observan datos significativamente bajos
de pH 4.25 al suroeste de la finca correspondientes a las
zonas de los sedimentos de la Laguna y Quebrada,
mientras que en la zona central del terreno muestreado
vemos una anomalía de pH aproximado de 5,
representado de color verde y amarillo siendo el más alto,
esto se debe a un agregado de cal destinado a la
preparación del suelo para el cultivo de piña con el fin de
ajustar el pH del suelo y mejorar la absorción de
nutrientes [19].
Los suelos de La Chorrera son oxisoles, en estos el
proceso de meteorización química da origen a los
elementos característicos de suelos arcillosos, con
presencia de minerales meteorizados como la caolinita y
óxidos e hidróxidos de aluminio los cuales provocan la
consistencia ácida del suelo [20]. La acidificación
consiste en una disminución del pH del suelo como
consecuencia de la acumulación sucesiva de iones de
hidrógeno y de aluminio en el suelo, lo que produce una
disminución en la disponibilidad de ciertos elementos
nutritivos como son el fósforo, magnesio y calcio en
aquellos suelos donde suelen ser absorbidos por las
plantas [21].
Tabla 1. Color según Munsell de las muestras recolectadas.
Muestra Color seco Color húmedo
Z-4 4/4 2.5 YR (Marrón
rojizo
)
4/6 2.5YR (Rojo)
Z-5
5/3 7.5YR (
Rojo débil
)
4/8 2.5YR (
Rojo
)
Z-6 4/4 2.5 YR (Marrón
rojizo
)
4/3 2.5YR (Marrón rojizo)
Z-6
canal 4/4 5 YR (Marrón rojizo) 4/4 5 YR (Marrón rojizo)
Z-7
4/6 10R (R
ojo
)
4/8 2.5 YR (
Rojo
)
Z-8 4/4 2.5 YR (Marrón
rojizo
)
5/6 2.5 YR (Rojo)
Z-9
4/6 2.5YR (
Rojo
)
3/6 2.5 YR (
Rojo oscuro
)
P2
5/4 5YR (
Marrón rojizo
)
5/6 2.5 YR (R
ojo
)
P5
5/4 5YR (
Marrón rojizo
)
5/6 2.5 YR (R
ojo
)
P6
5/4 5YR (
Marrón rojizo
)
5/6 2.5 YR (R
ojo
)
P7 4/4 2.5 YR (Marrón
rojizo
)
5/6 2.5 YR (Rojo)
P9
5/6 2.5 YR (R
ojo
)
5/6 2.5 YR (R
ojo
)
Arena
negra 4/8 2.5 YR (Rojo) 5/6 2.5 YR (Rojo)
Laguna
sedimento 4/1 7.7 YR (Gris oscuro) 4/1 7.7 YR (Gris oscuro)
Quebrada
sedimento 4/4 5 YR (Marrón rojizo) 5/6 2.5 YR (Rojo)
Figura
3
.
Gráfico de caja y bigotes de pH
Valery A. Montenegro | Delvis Hernández | Anmary L. Dominguez | Yedart Castañeda | Ricardo Adames | Hugo Percival | Ariel Vergara | Antonio Zamora | Yelenin
Vargas | Katherine Quintero | Rony De Gracia | Pamela Zambrano | Ricauter Caicedo | Yinela Solís | Hillary Sandoval | Rita Rodríguez | Ernesto Martínez | Jonatha
Arrocha | Ana González-Valoys
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Figura 4. Mapa Geoquímico de pH de suelos y sedimentos en la zona de estudio.
Figura 5. Mapa Geoquímico de Conductividad eléctrica en suelos y sedimentos en µS/cm.
Estudio geoquímico de pH y conductividad eléctrica en una finca piñera, Zanguenga, La Chorrera
Geochemical study of pH and electrical conductivity in a pineapple farm, Zanguenga, La Chorrera
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En cuanto a pH del suelo se refiere el valor medio de
4.56 medido en la finca de estudio se encuentra dentro
del valor óptimo para el cultivo de piña, ya que para este
cultivo el pH debe estar preferentemente entre 4.5 a 5.5,
valores de pH mayores de 6.0 reportan problemas con
Phytophthora [22].
El diagrama de caja y bigote para la conductividad
eléctrica (ver figura 6) muestra un valor mínimo de 21
µS/cm, un máximo de 165 µS/cm en los sedimentos de
los cuerpos de agua, y un valor medio de 64 µS/cm.
En el mapa geoquímico de conductividad eléctrica en
µS/cm para la zona de estudio (ver figura 5) se observa
que los mayores valores de conductividad eléctrica se
concentran en la parte sur del área de estudio
correspondiente a los sedimentos de los cuerpos de agua,
con valores alrededor de los 165 µS/cm, mientras que los
menores se dan en el centro y norte de la finca, con
valores estimados de 50 µS/cm , esto puede deberse a las
diferencias de elevación en el terreno que provocan la
escorrentía de los materiales del suelo, llevando consigo
gran cantidad de sales conductoras hacia las menores
elevaciones y cuerpos de agua. En el noroeste de la finca
se observa una conductividad mayor en un rango de 70 a
100 µS/cm correspondiente a un terreno pantanoso donde
por escorrentía van las aguas.
La conductividad eléctrica está relacionada
directamente con el contenido de elementos, sales y/o
metales conductores de electricidad dentro del medio
[23]. Es importante considerar que todos los fertilizantes
inorgánicos aplicados al suelo y cultivo son sales y por lo
tanto tendrán un efecto directo sobre la conductividad
eléctrica, mostrándonos el estudio que estos están siendo
arrastrados por efectos del clima [24], [25] y relieve hacia
los cuerpos de agua y zonas de menor pendiente de la
finca.
El mapa de conductividad eléctrica nos da una
estimación de cómo se da el proceso de erosión por
escorrentía en la zona de estudio [26-29], y de la
importancia de ir en la búsqueda de una agricultura de
conservación ante el cambio climático [30].
Conclusiones
Los resultados obtenidos mediante el muestreo
geoquímico de la finca los Herrera en el área de
Zanguenga, Panamá, arrojaron que la misma, presenta
condiciones ideales de pH para el crecimiento y
producción de la piña con un valor medio de pH de 4.56.
Se evidenció también como la enmienda aplicada de cal
al suelo surte efecto en esa zona de la finca donde se
reportaron los valores de pH menos ácidos.
En cuanto a la conductividad eléctrica el mapa
geoquímico nos permitió observar cómo se distribuye en
la zona, obedeciendo a la pendiente del terreno, y dando
evidencia de la erosión producida por fenómenos como
las escorrentías, lo cual propicia el transporte de las sales
aplicadas al suelo hacia los cuerpos de agua, donde se
reportaron los mayores valores de conductividad
eléctrica.
Viendo la utilidad que pueden tener los mapas
geoquímicos para la actividad agrícola, recomendamos
ampliar la zona de estudio y realizar estudios
geoquímicos de nutrientes de manera que permita
priorizar el tratamiento de zonas y economizar la materia
prima como los fertilizantes, para que no se desperdicien,
siendo así una asesoría técnica y científica al productor
agrícola y a la agricultura sostenible.
AGRADECIMIENTOS
Al señor Carlos Herrera por permitirnos el acceso a su
Finca Los Herrera. A la Universidad Tecnológica de
Panamá por colaborar con el transporte y uso de
laboratorios. Al Proyecto Geoparque Puente de las
Américas. Al Sistema Nacional de Investigación (SNI)
de Panamá por su apoyo a la investigación.
CONFLICTO DE INTERESES
 Los autores declaran no tener algún conflicto de
interés.
CONTRIBUCIÓN Y APROBACIÓN DE LOS
AUTORES JUNTAS
Figura
6
.
Gráfico de caja y bigotes de conductividad eléctrica
en
µS/cm
Valery A. Montenegro | Delvis Hernández | Anmary L. Dominguez | Yedart Castañeda | Ricardo Adames | Hugo Percival | Ariel Vergara | Antonio Zamora | Yelenin
Vargas | Katherine Quintero | Rony De Gracia | Pamela Zambrano | Ricauter Caicedo | Yinela Solís | Hillary Sandoval | Rita Rodríguez | Ernesto Martínez | Jonatha
Arrocha | Ana González-Valoys
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Conceptualización del proyecto: AGV, RR, EM, YS.
Diseño de la investigación: AGV.
Trabajo de campo: AGV, JA, YS, VM, AD, DH, YC,
RA, HP, AV, AZ, YV, KQ, RD, PZ, RC.
Análisis de laboratorio: AGV, VM, AD, DH, YC, RA,
HP, AV, AZ, YV, KQ, RD, PZ, RC, YS, JA.
Elaboración de mapas geoquímicos: AGV, VM, AD,
DH, YC, RA, HP, AV, AZ, YV, KQ, RD, PZ, RC.
Análisis e interpretación de resultados: AGV, VM, AD,
DH, YC, RA, HP, AV, AZ, YV, KQ, RD, PZ, RC.
Redacción del artículo: VM, AD, DH, YC, RA, HP, AV,
AZ, YV, KQ, RD, PZ, RC, YS, HS, RR, EM, JA, AGV.
Revisión del artículo: AGV.
Todos los autores afirmamos que se leyó y aprobó la
versión final de este artículo.
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Geochemical study of pH and electrical conductivity in a pineapple farm, Zanguenga, La Chorrera
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Valery A. Montenegro | Delvis Hernández | Anmary L. Dominguez | Yedart Castañeda | Ricardo Adames | Hugo Percival | Ariel Vergara | Antonio Zamora | Yelenin
Vargas | Katherine Quintero | Rony De Gracia | Pamela Zambrano | Ricauter Caicedo | Yinela Solís | Hillary Sandoval | Rita Rodríguez | Ernesto Martínez | Jonatha
Arrocha | Ana González-Valoys
RIDTEC | Vol. 19, no. 2, Julio - Diciembre 2023. 63